Seit mehr als 50 Jahren zählen Magnetbandspeicher als fester Bestandteil zur Storage-Landschaft jedes Unternehmens. Aus seiner anfänglichen Rolle als Primär-Speichermedium rutschte das Tape jedoch mit der Einführung schneller rotierender Magnetspeichermedien als ebenso ungeliebter wie unumgänglicher Sekundärspeicher bald in ein Dornröschen-Dasein.
Dabei kann das "langweilige" Backup-Medium Tape eine ebenso rasante und spannende Entwicklungsgeschichte vorweisen wie jede andere Technologie der IT-Industrie. 1952 speicherte eine schrankgroße IBM 726 noch ein Megabyte mit 100 Bits per Inch (bpi) in 9 Spuren/Inch auf 330 Meter Band. 1975 war die Speicherdichte schon auf 1600 bpi gestiegen, ein Megabyte Daten ließ sich jetzt auf 25 Metern Tape unterbringen. Ein heutiges S-DLT-Laufwerk schreibt auf 448 Spuren je Inch bei 150.000 bpi ein MByte Daten auf 2,5 mm Band.
Allerdings hat sich aus der ursprünglichen IBM-Technologie mittlerweile eine ganze Reihe Ableger entwickelt, zudem wurden ab den 80er Jahren zusätzlich Bandformate aus dem Audio/Video-Bereich für die Datenspeicherung zweckentfremdet. Der vorliegende Artikel bietet einen Überblick über die einzelnen Formate. Dabei beschränken wir uns jedoch auf solche, die im professionellen Bereich eine Rolle spielen. Die Grenze haben wir hier bei einer Kapazität von 20 GByte unkomprimierten Daten je Medium gezogen.
Sprachgebrauch
Wie die meisten IT-Industrien hat auch die Bandspeichersparte im Laufe der Jahre einige mehr oder weniger willkürliche sprachliche Unsitten angenommen. Zu den Ärgerlichsten zählt neben der Festlegung auf ein MByte gleich eine Million Byte die Angabe aller Kapazitätsdaten auf der Basis einer angenommenen Datenkompression.
Tatsächlich verfügen alle heutigen Bandlaufwerke über eine in Hardware implementierte Datenkompression. Mit welchem Verdichtungsfaktor diese arbeitet, hängt logischerweise stark von der Art und Struktur der zu speichernden Daten ab. Die industrielle Sprachregelung geht jedoch aus unerfindlichen Gründen von einer 2:1-Kompression aus und verdoppelt so fröhlich die Angaben für Kapazität, Schreibgeschwindigkeit und Datendurchsatz. Ein Hersteller, Sony, schießt mit einer Angabe aller Werte unter Annahme einer 2,6:1-Kompression den Vogel ab.
Das hat dazu geführt, dass die tatsächlich relevanten Angaben - jene auf Basis eines unkomprimierten Datenstroms - inzwischen extra mit dem Schlüsselwort "nativ" gekennzeichnet werden müssen. Diesem unschönen Usus wollen wir keinen Vorschub leisten: Alle entsprechenden Angaben in diesem Artikel beruhen auf unkomprimierten Daten, sind also "native" Werte.
Passes und Cycles
Auch einen weiteren Schlüsselfaktor der technischen Rahmendaten von Tapes verschleiern die Hersteller gerne: die Lebensdauer eines Mediums. Zum einen spielt hier eine Rolle, wie oft sich ein Band komplett wiederbeschreiben und damit verwenden lässt. Die Maßzahl ist hier die Anzahl der Zyklen (im Englischen meist als "uses" bezeichnet). Je mehr Zyklen sich ein Band verwenden lässt, desto niedriger liegen die Medien- und damit die Betriebskosten.
In vielen Fällen geben die Hersteller statt der relevanten Zyklen jedoch nur eine Anzahl von "passes" - also Umspulungen von Ende zu Ende - an, die ein Band hält. Diese Zahl kann jedoch je nach Technologie grob in die Irre führen. Bei linearen Aufzeichnungsverfahren muss ein Band je nach Spuranzahl zig Mal hin und her gespult werden, um es voll zu schreiben. Ein Beispiel für S-DLT macht den Unterschied deutlich: Ein solches Band hat eine Lebensdauer von einer Million "passes" - das entspricht jedoch nur 17.850 Zyklen.
Alle Angaben und Berechnungen in diesem Artikel beziehen sich daher auf die Verwendungsdauer von Bändern in Zyklen.
Lebensdauer
Zum anderen ist speziell bei Bändern relevant, wie lange sich die Medien lagern lassen. So fordern die gesetzlichen Vorschriften etwa den Erhalt von Rechnungsdaten für mindestens 10 Jahre und das Vorhalten von Vertragsdaten oder wichtiger medizinischer Unterlagen für 30 Jahre. Entsprechende Werte für das "shelf life" der Medien geben die Hersteller denn auch gerne an.
Allerdings beruhen solche Werte auf idealen Lagerbedingungen bei niedriger Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die sich typischerweise nur in entsprechend klimatisierten Räumen erhalten lassen. Zudem beruht die Einschätzung der Lebensdauer auf unter Laborbedingungen getesteten künstlichen Alterungszyklen. Eine tatsächliche Lagerung über solche Zeitläufte hat noch niemand vorgenommen - so lange existieren die relevanten Technologien gar nicht.
Robust, aber empfindlich
Was das bedeutet, illustriert George Purrio, der European Technical Manager des Storage-Media-Herstellers Imation, gern am Beispiel der "menschlichen MTBF". Ginge man von der "failure rate" von 20-Jährigen aus, rechnet Purrio vor, dann ergäbe sich für Menschen eine theoretische MTBF von 2076 Jahren. Eine ähnliche Fehleinschätzung sei auch bei den theoretischen Lagerungsdaten von Bändern wahrscheinlich. Welche physikalischen und chemischen Prozesse bei der mehrere Jahrzehnte langen Lagerung von Bändern wirklich aufträten, wisse niemand genau, so Purrio.
Magnetbänder bestehen aus einem Trägerfilm, auf dessen Vorder- und Rückseite bei der Produktion eine ganze Anzahl von Chemikalien aufgetragen werden. Auf der Aufzeichnungsseite, dem "Coating", zählen dazu neben den informationstragenden Magnetpartikeln unter anderem Binde- und Schmiermittel sowie Substanzen für die Kopfreinigung.
Die Magnetpartikel selbst sind relativ resistent gegen Störungen. Sie überstehen selbst magnetische Einflüsse mit Feldstärken bis zu 2000 Oe ohne Datenverlust. Bei einer Lagerungsdauer von 30 Jahren muss jedoch bei Raumtemperatur mit einem Nachlassen der Signalstärke von mindestens 15 bis zu 50 Prozent gerechnet werden. Zudem erweist sich der Trägerfilm als empfindlich für Schwankungen von Temperatur und insbesondere Feuchtigkeit. Dies beeinflusst die Spurlage und damit die Lesbarkeit.
Lineare Aufzeichnungsformate
Das erste Magnetbandlaufwerk wurde ab 1951 in den Laboren von IBM entwickelt und kam 1953 als IBM 726 auf den Markt. Das mannshohe und schrankgroße Gerät spulte im Betrieb das Band zwischen zwei Spulen ("reels") um. Typisch für die so genannte Reel-to-reel-Technik ("R-to-R")und ihre Abkömmlinge ist ein Aufzeichnungsformat, das man als "linear serpentine" bezeichnet.
Dabei schreibt der Streamer die Daten linear auf mehrere, parallel in Längsrichtung des Bandes liegende Spuren. Da stets mehr Tracks existieren, als der Kopf gleichzeitig lesen respektive schreiben kann, fährt er das Band in mehreren Durchläufen ab, bei denen jedes Mal die Aufzeichnungsrichtung wechselt.
Das ursprüngliche R-to-R-Band entwickelte sich zu einem Standardformat mit einer Breite von einem halben Zoll ("1/2-inch"). Dabei blieb es auch bei zahlreichen Nachfolgeformaten für die IBM-Großrechnerwelt. Noch heute offeriert IBM mit den Formaten 3590 und 9840 direkte Ahnen dieser Technologie, bei denen die Spulen jedoch nicht mehr frei liegen, sondern in einer Bandkassette residieren.
Half Inch
Neben IBM kamen auch andere Hersteller auf die Idee, das auf eine einzelne Spule gewickelte Band in einer schützenden Kassette ("Cartridge") unterzubringen. Die zweite Spule residiert fest im Bandlaufwerk. Beim Betrieb zieht der Streamer das Band aus der Cartridge und wickelt es auf die interne Spule um.
Auf der Basis dieses Prinzips entstand im Zug der 70er und frühen 80er Jahre eine Reihe von proprietären Verfahren, zu deren erfolgreichsten Vertretern die 1/2-Inch-Technik von DEC zählte. 1984 verkaufte Digital Equipment das System an Quantum, wo daraus die bis heute im professionellen Bereich erfolgreiche DLT-Technologie (Digital Linear Tape) wurde.
Dass Quantum mit den Patenten auf DLT quasi das Monopol im professionellen Bandspeicherbereich hielt und sich stattliche Lizenzgebühren auf DLT-Laufwerke von Drittherstellern zahlen ließ, verärgerte Ende der 80er Jahre HP, IBM und Seagate derartig, dass sie ein offenes Konkurrenzformat entwickelten.
Das Linear Tape Open (LTO) sah ursprünglich zwei verschiedene Formate vor, Ultrium und Accelis. Dabei sollte Ultrium mit hohen Durchsatzraten ein schnelles Backup ermöglichen und Accelis mit optimierten Zugriffszeiten vor allem Archivierungsanwendungen unterstützen. Während das Ultrium-Format mittlerweile in die dritte Generation geht, wurde das Accelis-Format bald verworfen.
QIC
1972 führte 3M (die Mutter des heutigen Storage-Spezialisten Imation) mit QIC (Quarter Inch Cartridge) eine neue Lineartechnologie ein, die kleinere und preiswertere Medien ermöglichen sollte. Die im 5,25-Zoll-Formfaktor ausgeführten Laufwerke verwendeten Bandkassetten mit zwei integrierten Spulen, zwischen denen das Band transportiert wurde. Ähnlich wie bei einem Kassettenrecorder wurde es dabei an einem feststehenden Schreib/Lesekopf vorbeigeführt, ohne je die Cartridge zu verlassen.
Zwar etablierte sich das neue, robuste und preiswerte Format schnell, es leidet jedoch bis heute im Profi-Segment unter Akzeptanzproblemen. Dies hat drei Gründe: Zum einen positionierte sich QIC sehr schnell als günstiges Backup-Medium für Einzelplatzrechner, weswegen es lange bevorzugt mit wenig performanten Interfaces ausgeliefert wurde ("Floppy-Streamer"). Zum anderen versuchten viele Hersteller, eine proprietäre QIC-Variante im Markt zu positionieren, was in mehr als 120 unterschiedlichen Formaten resultierte.
Last not least konnte QIC bei der Entwicklung der Kapazität nur schwer mit Konkurrenztechniken Schritt halten, speziell mit den im Laufe der 80er Jahre auftauchenden Helical-Scan-Verfahren. Dennoch existieren immer noch QIC-Formate für den professionellen Einsatz, wenn sie sich auch am SMB-Ende der Skala positionieren.
Im traditionellen 5,25-Zoll-Formfaktor präsentiert sich dabei das von Tandberg Data entwickelte SLR-Format (Scalable Linear Recording) mit Kapazitäten von bis zu 50 GByte. Auf schlankere 3,5 Zoll setzt das von HP und Seagate favorisierte Travan, das bis zu 20 GByte Daten unterbringt.
Helical Scan
Mitte der 80er Jahre begann sich eine Gruppe von Ingenieuren bei StorageTek mit der Frage zu beschäftigen, ob man nicht die im Heim-Video-Bereich immer üblicheren 8mm-Bandformate auch als Massenspeichermedium nutzen könne. Die ersten Versuche liefen so viel versprechend, dass die Gruppe 1985 ein eigenes Unternehmen zur Vermarktung der neuen Technologie gründete. Die Firma erhielt den nicht allzu bescheidenen Namen Exabyte.
Das neue Verfahren ähnelte stark der Technik bei Video-Recordern: Das auf zwei Spulen in einer Cartridge untergebrachte Band wird ausgezogen und im Inneren des Laufwerks schräg an einer rotierenden Trommel mit Schreib/Leseköpfen ("Scanner") vorbeigeführt. Während der ersten 180 Grad der Scannerrotation haben die Schreibköpfe Zugriff, auf den zweiten 180 Grad die Leseköpfe. Die Schrägstellung des Scanners gegenüber dem Band resultiert in zahlreichen, schräg zum Band verlaufenden Aufzeichnungsspuren. Deswegen bezeichnet man das Verfahren auch als Schrägspuraufzeichnung.
8 mm vs. 4 mm
In enger Zusammenarbeit mit Hersteller Sony, der die mechanischen Komponenten beisteuerte, brachte Exabyte 1987 ein erstes 8mm-Laufwerk in die Unix-Welt. Mit einer Transferrate von damals aufsehenerregenden 240 KByte/s und einer Kapazität von ebenso sensationellen 2,4 GByte erreichte die neue Technik schnell weite Verbreitung. Noch heute verkauft Exabyte mit den Formaten Mammoth und VXA zwei direkte Nachfolger dieser Technologie.
Die rapide Akzeptanz der Helical-Scan-Technologie beim Anwender bewog HP und Sony, ein vergleichbares Verfahren auf Basis des Digital Audio Tape im 4mm-Format zu entwickeln. Die neue Technik erhielt den Namen DDS, was für Digital Data Storage steht. Während DAT beim Consumer floppte, entwickelte sich DDS rasch zum beliebten Standard für das Backup speziell in kleinen Netzen. Noch in diesem Jahr soll mit DDS-5 das vierte Nachfolgeformat vorgestellt werden.
Formate im Überblick
Die folgende Tabelle liefert einen Überblick über die momentan im professionellen Bereich verbreiteten Bandtechnologien. Zum Vergleich sind zudem die entsprechenden Werte für Festplattenspeicher angegeben.
Typ | Format | Kapa- zität (GB) | Lauf- werk (Euro) | Band (Euro) | Preis je GB (Euro) | Zyklen | Lage- rung (Jahre) | Transfer- rate (MByte/s) | Durch- satz (GByte/h) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
alle Werte nativ (ohne Datenkompression); alle Preise Zirka-Angaben (Stand: 31.03.03) | |||||||||
Helical | |||||||||
8mm | AIT-1 | 25 | 800 | 55 | 2,20 | 30.000 | 30 | 3,0 | 10,8 |
8mm | AIT-2 | 50 | 1.300 | 80 | 1,60 | 30.000 | 30 | 6,0 | 21,6 |
8mm | AIT-3 | 100 | 3.300 | 90 | 0,90 | 30.000 | 30 | 12,0 | 43,2 |
4mm | DDS-4 | 20 | 1.100 | 15 | 0,75 | 100 | 10 | 2,4 | 8,6 |
8mm | Mammoth | 20 | 3.500 | 55 | 2,75 | 20.000 | 30 | 3,0 | 10,5 |
8mm | Mammoth-2 | 60 | 4.000 | 110 | 1,83 | 20.000 | 30 | 12,0 | 43,2 |
8mm | VXA-1 | 33 | 800 | 90 | 2,73 | 20.000 | 30 | 3,0 | 10,3 |
8mm | VXA-2 | 80 | 1.400 | 110 | 1,38 | 20.000 | 30 | 6,0 | 21,6 |
Linear | |||||||||
8mm | ADR.50 | 25 | 900 | 70 | 2,80 | 5.000 | 20 | 2,0 | 7,2 |
8mm | ADR2.60 | 30 | 1.100 | 60 | 2,00 | 5.000 | 20 | 2,5 | 9,0 |
8mm | ADR2.120 | 60 | 1.300 | 90 | 1,50 | 5.000 | 20 | 4,0 | 14,4 |
0,5" | LTO Ultrium-1 | 100 | 3.000 | 55 | 0,55 | 12.000 | 30 | 15,0 | 54,0 |
0,5" | LTO Ultrium-2 | 200 | 5.500 | 130 | 0,65 | 12.000 | 30 | 35,0 | 126,0 |
0,5" | DLT 8000 | 40 | 1.500 | 45 | 1,13 | 15.000 | 30 | 6,0 | 21,6 |
0,5" | S-DLT 220 | 110 | 4.000 | 100 | 0,91 | 17.850 | 30 | 11,0 | 29,6 |
0,5" | S-DLT 320 | 160 | 5.100 | 180 | 1,13 | 17.850 | 30 | 16,0 | 57,6 |
QIC | SLR60 | 30 | 1.300 | 55 | 1,83 | 5.000 | 10 | 4,0 | 14,4 |
QIC | SLR100 | 50 | 1.700 | 77 | 1,54 | 5.000 | 10 | 5,0 | 18,0 |
QIC | Travan TR-7 | 20 | 500 | 40 | 2,00 | 10.000 | 20 | 2,0 | 7,2 |
Platten | |||||||||
HDD | ATA | 200 | 290 | n.a. | 1,45 | n.a. | 10 | 133,0 | 478,8 |
HDD | S-ATA | 120 | 200 | n.a. | 1,67 | n.a. | 10 | 150,0 | 540,0 |
HDD | Ultra160 SCSI | 72 | 310 | n.a. | 4,31 | n.a. | 10 | 160,0 | 576,0 |
HDD | Ultra320 SCSI | 147 | 1.100 | n.a. | 7,48 | n.a. | 10 | 320 | 1.152,0 |
AIT
Bei AIT (Advanced Intelligent Tape) handelt es sich um einen von Sony entwickelten Standard auf 8mm-Helical-Scan-Basis. Als besondere Merkmale beinhaltet AIT eine Hardware-basierte Index-Technologie namens MIC (Memory-in-Cassette), die Verwendung des von IBM entwickelten ALDC-Kompressionsverfahrens sowie die Verwendung von AME-Bandmaterial.
Die MIC-Hardware besteht aus einem auf der Cartridge untergebrachten 16-Kbit-EEPROM mit einem 5-poligen Konnektor. Dieser verbindet sich beim Einlegen mechanisch mit einem passenden Interface am Laufwerk. Auf dem EEPROM lassen sich die Indexdaten speichern, die normalerweise auf den ersten Abschnitten des Bands residieren. Dadurch kann das Laufwerk den Bandabschnitt mit den gesuchten Daten sehr schnell ansteuern und dann erst dort eine Feinpositionierung vornehmen, was die Zugriffsgeschwindigkeit beim Lesen deutlich erhöht.
Die vor der Einführung bei AIT nur im Mainframe-Bereich übliche Kompression mittels ALDC (Advanced Lossless Data Compression) soll eine gegenüber normalen Verfahren um gut 25 Prozent erhöhte Kompressionsrate von 2,6:1 erzielen. Entsprechend gibt Sony auch alle Daten für die Laufwerke auf der Basis dieses Faktors an.
Als Bandmaterial dient AME. Das Kürzel steht für Advanced Metal Evaporated. Der Trägerfilm wird dabei nicht mechanisch mit dem magnetischen Material beschichtet, sondern in einer Vakuumkammer mit Metallpartikeln bedampft. Ein zusätzlich darüber gelegtes, besonders robustes Coating (DLC, diamond-like carbon) schützt die Aufzeichnungsschicht. Das soll den Bändern eine besonders hohe Benutzungsdauer von 30.000 Zyklen verleihen, etwa ein Drittel mehr als bei normalen Tapes.
Zur Auswahl stehen derzeit die Formate AIT-1 bis AIT-3 mit nativen Kapazitäten von 25, 50 und 100 GByte. Dabei erlaubt AIT-1 zusätzlich durch Benutzung eines von 170 auf 230 Meter verlängerten Bandes eine Kapazitätserhöhung auf 35 GByte.
ADR
Das ADR-Format stammt aus einer von Philips begonnenen Eigenentwicklung einer linearen Streamer-Technologie auf Basis von 8mm-Bandmaterial. Damit positioniert sich ADR quasi zwischen den Linear-Serpentine- und Helical-Scan-Welten. Im Mai 2001 hat Philips ADR in ein eigenes Unternehmen namens Onstream ausgelagert.
Gegenüber den herkömmlichen linearen Streamer-Technologien reklamiert ADR eine höhere Datensicherheit für sich. Dazu tragen ein fortgeschrittenes Servosystem, verteilte ECCs und ein Media-Defect-Mapping bei. Eine erhöhte Anzahl von Servospuren zwischen den Daten-Tracks soll für eine präzisere Kopfführung und genauere Leseergebnisse sorgen. Die Verteilung der ECC-Codes über alle Datenspuren ermöglicht die Rekonstruktion komplett ausgefallener Tracks. Die Abgrenzung defekter Bandsegmente über die korrelierenden Servospuren soll zusätzlich Daten- und Kapazitätsverluste minimieren.
Eine variable Regulierung der Laufwerks- und Transfergeschwindigkeit soll zudem beim Schreiben vieler kleiner oder sehr großer Files die Performance verbessern. Während herkömmliche Streamer die Schreibgeschwindigkeit nur halbieren respektive verdoppeln können, regulieren ADR-Laufwerke die Transferrate stufenlos zwischen 0,5 und 4,0 MByte/s.
Derzeit offeriert Onstream drei für das professionelle Segment interessante Kapazitätsvarianten. ADR.50 speichert 25 GByte bei Transferraten bis 2 MByte/s, ADR2.60 erzielt eine Kapazität von 30 GByte bei leicht auf 2,5 MByte/s erhöhter Geschwindigkeit. ADR2.120 bietet 60 GByte Speicherplatz auf der Cartridge bei einer Transferrate bis 4 MByte/s.
DDS
Das vom 4mm-Digital-Audio-Tape abstammende DDS-Format zählt seit Anfang der 90er Jahre zu den verbreitetsten Bandspeichertechnologien für kleine Netze. Im Lauf der Zeit definierte eine eigens geschaffene DDS Manufacturers Group bislang vier sukzessive aufeinander folgende DDS-Varianten, von denen die Formate DDS-3 und DDS-4 derzeit relevant sind. Im Laufe des Jahres soll mit DDS-5 eine weitere Variante folgen.
Die aktuelle DDS-Version ist DDS-4 mit 20 GByte Kapazität und einer Transferrate bis 2,4 MByte/s. Der seit 1998 definierte Helical-Scan-Standard führte erstmals die aus der Festplattenwelt bekannte PRML-Technik zur Verbesserung der Lese-Ergebnisse ein. Dies ermöglichte eine Verdichtung der Tracks und so, zusammen mit einer Verlängerung des Bandmaterials auf 155 Meter, eine gegenüber dem Vorgänger DDS-3 um zwei Drittel erhöhte Kapazität.
Der Schwachpunkt der DDS-Technologie bleibt aber nach wie vor bestehen: Das kleine Bandformat erzwingt dünne Trägerfilme, die der Belastung beim Gebrauch des Bandes nur relativ geringe Zeit trotzen. Daher lässt DDS nur 25 bis maximal 100 Benutzungszyklen und erreicht mit zehn Jahren auch nur eine vergleichsweise kurze Lagerungsdauer. Beides verteuert den Betrieb der in punkto Anschaffungskosten sehr günstigen Technologie.
DLT
Die Mutter aller linearen Bandtechnologien, Quantums Digital Linear Tape, hat unlängst nach gewissen Anlaufschwierigkeiten den Sprung in die neue Super-DLT-Generation (S-DLT) geschafft. Mit S-DLT 220 (110 GByte, 11 MByte/s) und S-DLT 320 (160 MByte, 16 MByte/s) stellt das Format zwei der drei performantesten derzeit verfügbaren Bandtechnologien parat.
Der Schlüssel zu dieser drastischen Kapazitätserhöhung gegenüber den vorhergehenden DLT-Generationen liegt im Einsatz von Lasertechnik zur akkurateren Kopfpositionierung. Das Kernstück des Laser Guided Magnetic Recording (LGMR) genannten Verfahrens bildet ein optisch unterstütztes Servosystem namens POS (Pivoting Optical Servo). Es verfolgt über drei Laserstrahlen an der Rückseite des Bandes aufgebrachte optische Servo-"Targets" und richtet den Kopf dementsprechend präzise aus.
In Kombination mit der ebenfalls implementierten PRML-Technologie soll S-DLT in den nächsten sieben bis acht Jahren über Zwischenschritte (2005: 320 GByte, 32 MByte/s; 2007: 640 GByte, 64 MByte/s) eine Kapazität von 1,2 TByte pro Medium bei einer Transfergeschwindigkeit von 128 MByte/s erreichen.
LTO
Wie der Name schon andeutet, soll Linear Tape Open (LTO) als "offener Standard" dem Quantum-proprietären DLT Konkurrenz machen. Initiatoren von LTO und die so genannten "Technology Provider Companies" sind Hewlett-Packard, Seagate und IBM. Wer die Technik für Produkte nutzen will - und das sind inzwischen zahlreiche Unternehmen - muss dem Trio (ganz wie bei DLT) Lizenzgebühren zahlen.
LTO war, wie bereits erwähnt, zunächst als zweiteiliger Standard mit den Subformaten Ultrium und Accelis gedacht. Dabei sollte Ultrium für das performante Backup der Daten verantwortlich zeichnen, Accelis war als Archivierungsformat mit schnellem Zugriff auf die Daten gedacht. Letzteres ist inzwischen mangels Nachfrage sanft entschlafen, Ultrium dagegen erfreut sich regen Zuspruchs.
LTO arbeitet weit gehend mit altbekannter Technologie, die man jedoch clever einzusetzen versucht. Ein 8-Kanal-Schreib/Lesekopf und eine sehr hohe Spurdichte von 384 Datentracks in vier Datenbändern sorgen für Geschwindigkeit und Kapazität. Mit fünf ab Werk vorgeschriebenen Servobändern zu je sechs Servospuren zwischen den Datenbändern versucht LTO dabei eine präzise und redundant abgesicherte Kopfführung zu erzielen. Ultrium-2 führt zusätzlich PRML ein.
Auch LTO verwendet wie AIT einen Speicherchip auf der Cartridge, der hier als LTO-CM (Cartridge Memory) bezeichnet wird. Auf 32 Mbit hält er Logdaten über die Benutzung des Tapes vor, so etwa die letzten 100 Mounts inklusive Seriennummer des verwendeten Laufwerks und verarbeiteter Datenmenge.
Derzeit sind die Formate Ultrium Generation 1 (100 GByte, 15 MByte/s) und Generation 2 (200 GByte, 35 MByte/s) verfügbar. Etwa 2005 wird Ultrium-3 mit 400 GByte Kapazität und 40 MByte/s Transferrate erwartet, um 2007 soll Ultrium-4 mit 800 MByte Speicherplatz und 80 MByte/s Geschwindigkeit folgen.
Mammoth
Bei Mammoth handelt es sich um eine konsequente Weiterentwicklung des 8mm-Helical-Scan-Formats von Exabyte. Durch ein überarbeitetes Laufwerksdesign mit 40 Prozent weniger Teilen gegenüber Vorgängerformaten sowie durch die Verwendung von AME-Bandmaterial (Advanced Metal Evaporate) verspricht die Mammoth-Technologie besondere Robustheit und hohe Lebensdauer der Laufwerke.
Neben dem ursprünglichen Mammoth-Format mit 20 GByte Kapazität und einer Transferrate von bis zu 3 MByte/s offeriert Exabyte seit einiger Zeit eine zweite Generation namens M2 - das Kürzel steht für Mammoth-2. Bei einer Kapazität von 60 GByte erzielt M2 eine Geschwindigkeit von bis zu 12 MByte/s. Ein von 40 auf 47 mm vergrößerter Scanner stellt bei M2 je vier Schreib- und Leseköpfe zur Verfügung. Die Implementierung von ALDC erhöht daneben die komprimierte Speicherkapazität.
QIC: SLR und Travan
Die norwegische Tandberg Data zählt mit ihrem Format SLR (Scalable Linear Recording) zu den letzten Verfechtern der QIC-Technologie. Das auf Speicherautomation spezialisierte Unternehmen schätzt nach eigenen Angaben QIC wegen der hohen Zuverlässigkeit und des guten Preis-Leistungs-Verhältnisses. Das sieht man bei Tandberg Data aber nicht weltanschaulich, sondern man verkauft neben dem eigenen SLR-Format auch Tape Libraries und Laufwerke auf DLT- und S-DLT-Basis.
Durch den Einsatz von Mehrkanalköpfen, vorformatierten Servospuren und PRML-Technik erzielt Tandbergs Flaggschiff, das SLR100-Format, derzeit eine Kapazität von 50 GByte bei einer Transferrate von bis zu 5 MByte/s. Auf der Roadmap finden sich - allerdings ohne konkrete Zeitangabe - mögliche Nachfolger mit Kapazitäten bis zu 200 GByte und einer nativen Transferrate bis 32 MByte/s.
Bei Travan handelt es sich um eine weitere QIC-basierte Technik, die allerdings auf Grund der relativ geringen Kapazitäten und Transfergeschwindigkeiten eher im Workstation-Bereich zu Hause ist. Das Spitzenformat TR-7 alias Travan 40 eignet sich mit 20 GByte Speicherplatz und 2 MByte/s Transferrate jedoch durchaus auch für kleinere Serverinstallationen. Hier überzeugt es in der Regel durch die geringen Anschaffungskosten.
VXA
Das ursprünglich von Ecrix entwickelte und dann von Exabyte aufgekaufte VXA zählt zur Familie der 8mm-Helical-Scan-Verfahren. Es wartet aber mit einer ganzen Reihe innovativer Ideen und Verfahren auf.
So handelt es sich bei VXA um das erste Bandformat, das die Daten in Paketen aufzeichnet. Es zerlegt jeden Track über den Einsatz eines Puffers beim Schreiben in 387 einzelne Packets je Track. Jedes der Pakete enthält 64 Byte Nutzdaten, einen Sync-Marker, eine Adressangabe zur Beschreibung seiner Lage innerhalb der Gesamtdaten sowie CRC- und ECC-Informationen. Dadurch können beim Lesen alle vier Köpfe beliebige Datenpakete parallel auslesen, die dann im Puffer wieder zusammengesetzt werden. Man spricht hier vom VXA Discrete Packet Format (DPF).
Spurverschiebungen gleicht VXA durch die so genannte Overscan Operation (OSO) aus. Die vier Köpfe des Scanners sind so angeordnet, dass sie überlappend eine weit größere Fläche als den eigentlichen Track abdecken. Verzogene oder aus der Richtung laufende Tracks kann so mindestens einer der vier Köpfe erreichen. Daneben beherrscht VXA ebenso wie Onstreams ADR eine stufenlose Regulierung der Transfergeschwindigkeit, um sich optimal an verschiedene Dateigrößen anpassen zu können.
Exabyte offeriert VXA inzwischen in der zweiten Generation. Bot schon VXA-1 eine native Kapazität von 33 GByte und eine Geschwindigkeit von 3 MByte/s, so kann VXA-2 mit 80 GByte Speicherplatz und einer auf 6 MByte/s verdoppelten Transferrate aufwarten.
Auswahl einer Technologie
Die Auswahl einer für Ihre Zwecke geeigneten Bandtechnologie sollten Sie nicht vorrangig auf die Einkaufskosten entsprechender Laufwerke abstellen. Ansonsten erwartet Sie unter Umständen eine böse Überraschung.
Wie die unten stehende Beispielrechnung zeigt, können bei fehlerhafter Auswahl einer Technik schnell überbordende Medienkosten entstehen. In unserem Beispiel haben wir eine tägliche Vollsicherung von 1,5 TByte Daten für die Dauer von fünf Jahren durchkalkuliert.
Lässt man hier einmal die ohnehin nicht praktikable und eher als theoretisches Beispiel zu betrachtende Sicherung auf DDS-4 außer Acht, ergibt sich immer noch eine Preisspanne für die notwendigen Medien von 825 Euro minimal (LTO-1) bis 4200 Euro maximal (ADR.50) - also eine Differenz von 3375 Euro.
Der Preisunterschied zwischen den fraglichen Laufwerken beträgt rund 3100 Euro. Mit der richtigen Auswahl sparen Sie also nicht nur insgesamt knapp 300 Euro, sondern müssen nur 15 statt 60 Tapes verwalten.
Technik | Kapazität (GByte) | Medium (Euro) | Lebens- dauer (Zyklen) | Nötige Band- anzahl | Nötige Band- sätze | Gesamt- zahl Medien | Medien- kosten (Euro) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Kapazitäten nativ (ohne Datenkompression); Zirka-Preise (Stand: 31.03.03) | |||||||
AIT-1 | 25 | 55 | 30.000 | 60 | 60 | 3300 | |
AIT-2 | 50 | 80 | 30.000 | 30 | 1 | 30 | 2400 |
AIT-3 | 100 | 90 | 30.000 | 15 | 1 | 15 | 1350 |
DDS-4 | 20 | 15 | 100 | 75 | 1 | 1425 | 21.375 |
Mammoth | 20 | 55 | 20.000 | 75 | 19 | 75 | 4125 |
Mammoth-2 | 60 | 110 | 20.000 | 25 | 1 | 25 | 2750 |
VXA-1 | 33 | 90 | 20.000 | 46 | 1 | 46 | 4140 |
VXA-2 | 80 | 110 | 20.000 | 19 | 1 | 19 | 2090 |
ADR.50 | 25 | 70 | 5000 | 60 | 1 | 60 | 4200 |
ADR2.60 | 30 | 60 | 5000 | 50 | 1 | 50 | 3000 |
ADR2.120 | 60 | 90 | 5000 | 25 | 1 | 25 | 2250 |
LTO Ultrium-1 | 100 | 55 | 12.000 | 15 | 1 | 15 | 825 |
LTO Ultrium-2 | 200 | 130 | 12.000 | 8 | 1 | 8 | 1040 |
DLT 8000 | 40 | 45 | 15.000 | 38 | 1 | 38 | 1710 |
S-DLT 220 | 110 | 100 | 17.850 | 14 | 1 | 14 | 1400 |
S-DLT 320 | 160 | 180 | 17.850 | 10 | 1 | 10 | 1800 |
SLR60 | 30 | 55 | 5000 | 50 | 1 | 50 | 2750 |
SLR100 | 50 | 77 | 5000 | 30 | 1 | 30 | 2310 |
Travan TR-7 | 20 | 40 | 10.000 | 75 | 1 | 75 | 3000 |
Fazit
Mit der Auswahl der geeigneten Bandtechnologie lässt sich nicht nur in der Anschaffung und im Betrieb, sondern auch in Sachen Verwaltungskosten einiges sparen. Die entscheidenden Faktoren stellen dabei nicht zuletzt die Kapazität und Lebensdauer (in Zyklen) der verwendeten Bandmedien dar.
Hochkapazitive und langlebige Medien spielen im Betrieb meist schnell die Mehrkosten wieder ein, die die entsprechenden Laufwerke in der Anschaffung verursachen. Hohe Performance gibt es in der Regel als Sahnehäubchen obendrauf.
Diese auszunutzen setzt allerdings voraus, dass der fragliche Rechner das oder die Laufwerke auch mit einem entsprechenden Datenvolumen versorgen kann. Ansonsten versickert der Backup-Strom zum Rinnsal, die Investition ist in den Sand gesetzt. Auch hier gilt also wie so oft in der IT: Klotzen, nicht kleckern. (jlu)